2019-2020学年高二上学期物理人教版2019必修第三册课时练习:第10章 第1节 电势能与电势
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第四节 电容器的电容一、选择题1.下列关于电容器的叙述正确的是( )A .电容器是储存电荷的容器,只有带电的容器才是电容器B .任何两个彼此绝缘且相距很近的物体,就组成了电容器C .电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和D .电容器充电过程是将其他形式的能转变成电容器的电能并储存起来,电容器的放电过程是将电容器储存的电能转化为其他形式的能2.(2019·陕西省南郑中学高二上学期期中)下列关于电容器和电容的说法中,不正确的是( )A .根据C =QU 可知,电容器的电容与其所带电荷量成正比,跟两板间的电压成反比B .对于确定的电容器,其所带的电荷量与两板间的电压(小于击穿电压且不为零)成正比C .无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零),它所带的电荷量与电压比值恒定不变D .电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,其大小与加在两板上的电压无关 3.传感器是自动控制设备中不可缺少的元件,已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各种领域。
如图所示为几种电容式传感器,其中通过改变电容器两极板间距离而引起电容变化的是( )4.一个电容器带电量为Q 时,两极板间的电压为U ,若使其带电量增加4×10-7C ,电势差增加20 V ,则它的电容是( )A .1×10-8 F B .2×10-8 F C .4×10-8 FD .8×10-8 F5.(2020·浙江省绍兴市诸暨中学高一下学期检测)超级电容器又叫双电层电容器,是一种新型储能装置,它不同于传统的化学电源,是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源。
它具有功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽等特点。
如图为一款超级电容器,其标有“2.7 V ,3 000 F”,则可知( )A .该电容器充电时把电能转化为化学能B .该电容器充电时板间的电场强度增大C .该电容器容纳电荷的本领较3 000 pF 的电容小D .该电容器只有在2.7 V 电压下,电容才是3 000 F6.(2019·北京市昌平区高二上学期期末)图中是一个平行板电容器,其电容为C ,带电量为Q ,上极板带正电,现将一个试探电荷q 由两极板间的A 点移动到B 点,如图所示。
(新教材)人教高中物理必修第三册第10章静电场中的能量练习含答案(新教材)必修第三册第10章静电场中的能量1、在维护和检修高压供电线路时,为了不影响城市用电,电工经常要在高压线上带电作业。
为了保障电工的安全,电工全身要穿上用金属丝线编织的衣服(如图所示)。
图乙中电工站在高压直流输电线的A供电线上作业,其头顶上方有B 供电线,B供电线的电势高于A供电线的电势。
虚线表示电工周围某一截面上的等差等势面,c、d、e、f是不同等势面上的四个点,以下说法正确的是()A.在c、d、e、f四点中,c点的电场强度最大B.在c、d、e、f四点中,f点的电势最高C.若将某电子由c移到f,其电势能将增大D.将某电子在d点由静止释放,它会向e点所在等势面运动2、如图所示,图中实线表示一匀强电场的电场线,一带负电荷的粒子射入电场,虚线是它的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,若粒子所受重力不计,那么正确的判断是()A.电场线方向向下B.粒子一定从a点运动到b点C.a点电势比b点电势高D.粒子在a点的电势能大于在b点的电势能3、(双选)在静电场中,将一电子从A点移至B点,静电力做功5 eV,则下列结论正确的是()A.A、B两点间的电势差是5 VB.A、B两点间的电势差是-5 VC.电子的电势能增加了5 eVD.电子的电势能减少了5 eV4、如图所示,充电的平行板电容器两板间形成匀强电场,以A点为坐标原点,AB方向为位移x的正方向,能正确反映电势φ随位移x变化的图像是()5、传感器在各种领域中有着广泛应用,是自动控制设备中不可缺少的元件。
如图所示为几种电容式传感器,其中通过改变电容器极板间距而引起电容变化的是()6、如图所示,一平行板电容器中存在匀强电场,电场沿竖直方向。
两个比荷(即粒子的电荷量与质量之比)不同的带正电的粒子a和b,从电容器的P点以相同的水平速度射入两平行板之间。
测得a和b与电容器极板的撞击点到入射点之间的水平距离之比为1∶2。
2020-2021学年高二物理人教版(2019)必修第三册同步课时作业(11)第十章 静电场中的能量1.如图所示,虚线为电场中一簇水平的等间距的等差等势面,实线为一带正电的质点通过该区域时的运动轨迹,P Q 、是这条轨迹上的两点。
下列说法正确的是( )A.轨迹上P 点电势比Q 点电势高B.带电质点运动过程中,电场力做正功C.带电质点通过Q 点时动能较小D.带电质点通过该电场区域时加速度不变2.一不带电的金属板放在绝缘水平地面上,金属板的正上方有一带正电的点电荷P ,由于静电感应,在点电荷P 与金属板间产生了如图所示的电场,以点电荷P 所在位置为原点O ,垂直于金属板表面建立x 轴,A B 、为金属板上、下表面与x 轴的交点,取无穷远处的电势为零,竖直向下为电场强度E 的正方向。
则以下关于x ϕ-图像或E x -图像可能正确的是( )A. B.C. D.3.如图,一带正电的点电荷固定于O 点,两虚线圆均以O 为圆心,两实线分别为不同带电粒子M 和N 仅在电场力作用下先后在该点电荷形成的电场中运动的轨迹,a b c d 、、、为运动轨迹和虚线圆的交点,e 为两轨迹的交点。
不计粒子重力,下列说法正确的是( )A.M 带负电荷,N 带正电荷B.M 在b 点的动能大于它在a 点的动能C.N 在d 点的电势能等于它在c 点的电势能D.两带电粒子分别从a c 、运动到e 的过程中,电场力对两带电粒子所做的功一定相等 4.真空中两个点电荷12Q Q 、分别固定于x 轴上10x =和24x a =两点,在它们的连线上场强E 与x 的关系如图所示(取x 轴正方向为场强正方向,无穷远处为电势零点),以下判断正确的是( )A.12Q Q 、都带正电B.1Q 与2Q 的电荷量之比是13∶C.x 轴上x a =处的电势小于零D.正点电荷q 在x 轴上2x a =处的电势能比在3x a =处的小5.如图,三个固定的带电小球a b 、和c ,相互间的距离分别为5cm ab =,3cm bc =,4cm ca =,小球c 所受库仑力的合力的方向平行于a b 、的连线,设小球a b 、所带电荷量的比值的绝对值为k ,则( )A.a b 、的电荷同号,169k =B.a b 、的电荷异号,169k =C.a b 、的电荷同号,6427k =D.a b 、的电荷异号,6427k =6.某真空空间存在静电场,沿着电场线建立x 轴,x 轴上一个试探电荷的电势能p E 随坐标x 变化的规律如图所 示,规定沿x 轴正方向为电场力的正方向,则下列说法正确的是( )A.此电场可能为匀强电场B.试探电荷从1x 到O 点,受到的电场力先增大后减小C.试探电荷从O 点到2x ,电场力先做正功后做负功D. 1x 处的电势比2x 处的电势高7.如图所示是高压电场干燥中药技术基本原理图,在大导体板MN 上铺一薄层中药材,针状电极O 和平板电极MN 接高压直流电源,其间产生较强的电场。
2020-2021学年高二物理人教版(2019)必修第三册同步课时作业(10)带电粒子在电场中的运动一,选择题1.(多选)如图所示,M、N是真空中的两块平行金属板,质量为m、电荷量为q的带电粒子,以初速度v0由小孔进入电场,当M、N间电压为U时,粒子恰好能到达N板,如果要使这个带电粒子到达M、N板间距的12后返回,下列措施中能满足要求的是(不计带电粒子的重力)()A.使初速度减为原来的1 2B.使M、N间电压加倍C.使M、N间电压提高到原来的4倍D.使初速度和M、N间电压都减为原来的1 22.如图甲所示,在两极板a、b之间有一静止的电子,当在a、b之间加上如图乙所示的变化电压时(开始时a板带正电),电子的运动情况是(不计重力,板间距离足够大,a、b间电压大小不变)( )A.电子一直向a板运动B.电子一直向b板运动C.电子先向a板运动,再返回一直向b板运动D.电子在两板间做周期性往返运动3.电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示.K 为阴极,A 为阳极,两极之间的距离为d ,在两极之间加上高压U ,有一电子在K 极由静止被加速.不考虑电子重力,元电荷为e ,则下列说法正确的是( )A.K A 、之间的电场强度为/U dB.电子到达A 极时的动能大于eUC.由K 到A 电子的电势能减小了eUD.由K 沿直线到A 电势逐渐降低4.如图所示,a 、b 两个带正电的粒子,以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后,a 粒子打在B 板的a ′点,b 粒子打在B 板的b ′点,若不计重力,则( ) A.a 的电荷量一定大于b 的电荷量 B.b 的质量一定大于a 的质量 C.a 的比荷一定大于b 的比荷 D.b 的比荷一定大于a 的比荷5.如图,带电荷量之比为:1:3A B q q =的带电粒子A B 、以相等的速度0v 从同一点出发,沿着跟电场强度垂直的方向射入平行板电容器中,分别打在C D 、点,若OC CD =,忽略粒子重力的影响,则( )A.A 和B 在电场中运动的时间之比为2:1B.A 和B 运动的加速度大小之比为4:1C.A 和B 的质量之比为1:2D.A 和B 的位移大小之比为1:16.如图所示,M N 、是在真空中竖直放置的两块平行金属板.质量为m 、电荷量为q 的带负电的粒子(不计重力)以初速度0v 由小孔水平射入电场,当M N 、间的电压为U 时,粒子刚好能到达N 板.如果要使该带电粒子到达M N 、两板中点位置处即返回,则下列措施能满足要求的是( )A.使初速度减小为原来的一半B.使M N 、间的电压加倍C.使M N 、间的电压提高到原来的4倍D.使初速度减小为原来的一半,同时M N 、间的电压加倍7.一个动能为E k 的带电粒子,垂直于电场线方向飞入平行板电容器,飞出电容器时动能为2E k 。
第五节带电粒子在电场中的运动一、选择题1.一带电粒子在电场中只受电场力作用时,它不可能出现的运动状态是()A.匀速直线运动B.匀加速直线运动C.匀变速曲线运动D.匀速圆周运动2.为模拟空气净化过程,有人设计了如图所示的含灰尘空气的密闭玻璃圆桶,圆桶的高和直径相等。
第一种除尘方式是:在圆桶顶面和底面间加上电压U,沿圆桶的轴线方向形成一个匀强电场,灰尘的运动方向如图甲所示;第二种除尘方式是:在圆桶轴线处放一直导线,在导线与圆桶壁间加上的电压也等于U,形成沿半径方向的辐向电场,灰尘的运动方向如图乙所示。
已知空气阻力与灰尘运动的速度大小成正比,即F f=k v(k为一定值),假设每个灰尘的质量和带电荷量均相同,重力可忽略不计,则在这两种方式中()A.灰尘最终一定都做匀速运动B.灰尘受到的电场力大小相等C.电场对单个灰尘做功的最大值相等D.在图乙中,灰尘会做类平抛运动3. (2019·山东省淄博一中高一下学期期中)如图,P和Q为两平行金属板,板间电压为U,在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动.关于电子到达Q板时的速率,下列说法正确的是()A.两板间距离越大,加速时间越长,获得的速率就越大B.两板间距离越小,加速度越大,获得的速率就越大C.与两板间距离无关,仅与加速电压U有关D.以上说法都不正确4.如图,场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd,水平边ab长为s,竖直边ad长为h。
质量均为m、带电量分别为+q和-q的两粒子,由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率v0进入矩形区(两粒子不同时出现在电场中)。
不计重力,若两粒子轨迹恰好相切,则v0等于()A.s22qEmh B.s2qEmhC.s42qEmh D.s4qEmh5.(2020·浙江省温州十五校联合体高二下学期期中)如图所示,两金属板与电源相连接,电压为U,电子从上极板边缘垂直电场方向,以速度v0射入匀强电场,且恰好从下极板边缘飞出,两板之间距离为d。
第三节电势差与电场强度的关系一、选择题1.下列公式适用于任何电场的是()A.W=qEd B.U=EdC.E=Fq D.E=kQr22.某匀强电场的等势面分布如图所示,已知相邻等势面的间距均为1 cm,则以下说法中正确的是()A.电场强度的方向竖直向下B.电场强度的方向竖直向上C.电场强度的大小为E=1 V/mD.电场强度的大小为E=100 V/m3.(2020·浙江省温州新力量联盟高二下学期期中联考)真空中某静电场电场线的分布如图所示,图中P、Q两点关于点电荷q1水平对称。
P、Q两点电场强度的大小分别为E P、E Q,电势分别为φp、φQ。
一个带电粒子沿虚线轨迹从M移动至N。
以下选项正确的有()A.E Q>E PB.φQ>φPC.此带电粒子带正电,它的电势能先变大后变小D.此带电粒子带负电,它的电势能先变大后变小4.如图所示,在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R=0.1 m的圆,P为圆周上的一点,O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ。
若空间存在沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小E=100 V/m,则O、P两点的电势差可表示为()A.U OP=-10sin θ(V)B.U OP=10sin θ(V)C.U OP=-10cos θ(V)D.U OP=10cos θ(V)5.如图所示,a、b、c是匀强电场中的三个点,各点电势分别为φa=10 V,φb =2 V,φc=6 V,a、b、c三点在同一平面上,下列各图中电场强度的方向表示正确的是()6.如图中A、B、C三点都在匀强电场中,已知AC⊥BC,∠ABC=60°,BC=20 cm。
把一个电量q=10-5 C的正电荷从A移到B,电场力做功为零;从B移到C,克服电场力做功1.73×10-3 J,则该匀强电场的场强大小和方向是()A.865 V/m,垂直AC向左B.865 V/m,垂直AC向右C.1 000 V/m,垂直AB斜向上D.1 000 V/m,垂直AB斜向下7.如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点O处的电势为零,点A处的电势为6 V,点B处的电势为3 V,则电场强度的大小为()A.200 V/m B.200 3 V/mC.100 V/m D.100 3 V/m8.(多选)细胞膜的厚度等于700 nm(1 nm=10-9 m),当膜的内外层之间的电压达0.4 V时,即可让一价钠离子渗透。
第二节电势差一、选择题1.(2019·上海市金山中学高二上学期期中)关于电势差和电场力做功的说法中,正确的是()A.电势差是矢量,电场力做的功是标量B.在两点间移动电荷,电场力不做功,则两点间的电势差为零C.在两点间被移动的电荷的电荷量越少,则两点间的电势差越大D.在两点间移动电荷时,电场力做正功,则两点间的电势差大于零2.如图所示,正点电荷电场中有A、B两点,将一电荷量为q=+3.2×10-19 C的试探电荷从电场中的A点移至B点,电场力做功为W=6.4×10-20 J,则A、B两点间的电势差U等于()A.0.5 V B.0.2 VC.5 V D.2 V3.(2020·广东实验中学高二上学期期中)在电场中A、B两点间的电势差为U AB=75 V,B、C两点间的电势差为U BC=-200 V,则A、B、C三点电势高低关系为() A.φA>φB>φC B.φA<φC<φBC.φC>φA>φB D.φC>φB>φA4.(2020·北京人大附中高一下学期检测)在一静止点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。
电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为E a、E b、E c和E d,点a到点电荷的距离r a与点a的电势φa已在图中用坐标(r a,φa)标出,其余类推。
由图可知()A.用来检测场强和电势的检验电荷一定带正电B.a点电场强度E a大于b点电场强度E bC.将同一检验电荷由c移动到d所做的功大于由b到c所做的功D.ad两点间图像与横轴之间的面积可以代表ad间电势差5如图所示,a、b、c三条虚线为电场中的等势面,等势面b的电势为零,且相邻两个等势面间的电势差相等,一个带正电的粒子在A时的动能为10 J,在电场力作用下从A运动到B 速度为零,当这个粒子的动能为6 J时,其电势能为()A.14 J B.4 JC.0D.-1 J6.(2019·北京师大附属实验中学高二上学期期中)如图所示,a、b、c表示某点电荷产生的电场中的三个等势面,它们的电势分别为φa=U,φb=7U8,φc=U2。
第一节电势能与电势一、选择题1.如图所示,在匀强电场中有A、B两点,将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点,第一次沿直线AB移动该电荷,电场力做功为W1;第二次沿路径ACB移动该电荷,电场力做功W2;第三次沿曲线ADB移动该电荷,电场力做功为W3,则()A.W1>W2>W3B.W1<W2<W3C.W1=W2=W3D.W1=W2>W32.某静电场的电场线分布如图,图中P、Q两点的电场强度的大小分别为E P和E Q,电势分别为φP和φQ,则()A.E P>E Q,φP<φQB.E P<E Q,φP>φQC.E P<E Q,φP<φQD.E P>E Q,φP>φQ3.(2019·广东省湛江市高二上学期期末)下列有关电场线、电势能、电势的说法中正确的是()A.正电荷沿电场线的方向运动电势能越来越大B.沿电场线的方向电势越来越低C.电荷在电势越高的地方电势能越大D.电势能越大的地方电场线越密4.(2020·山东省潍坊市高三模拟)如图所示,a、b两点位于以负点电荷-Q(Q>0)为球心的球面上,c点在球面外,则()A.a点场强的大小比b点大B.b点场强的大小比c点小C.a点电势比b点高D.b点电势比c点低5.(2019·新疆石河子第二中学高二上学期期末)如图所示,实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹。
粒子先经过M点,再经过N点。
可以判定()A.粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力B.M点的电势高于N点的电势C.粒子带负电D.粒子在N点的电势能大于在M点的电势能6.如图所示,Q是真空中固定的点电荷,a、b、c是以Q所在位置为圆心、半径分别为r和2r的球面上的三点。
将电荷量为q1、q2的检验正电荷分别从a、c两点移至无穷远处,已知两电荷的电势能均增大且增量相同。
不计q1、q2的相互作用,下列判断正确的是()A.Q带负电B.b、c两点电场强度相同C.a、b两点的电场强度的大小之比为1∶4D.q1>q27.如图所示,在粗糙绝缘水平面上固定两个等量同种电荷P、Q,在PQ连线上的M点由静止释放一带电滑块,则滑块会由静止开始一直向右运动到PQ连线上的另一点N而停下,则滑块由M到N的过程中,以下说法正确的是()A.滑块受到的电场力一定是先减小后增大B.滑块的电势能一直减小C.滑块的动能与电势能之和可能保持不变D.PM间距一定小于QN间距8.(多选)(2020·江苏省常州市“教学研究合作联盟”高一下学期期中)如图为某一静电场的电场线,a、b、c是同一条电场线上的三个点,其电势分别为φa、φb、φc。
同一负电荷在a、b、c三点的电势能分别为E pa、E pb、E pc。
下列判断正确的是()A.φa>φb>φc B.φa<φb<φcC.E pa>E pb>E pc D.E pa<E pb<E pc9.(多选)(2019·浙江省绍兴市诸暨中学高一下学期检测)如图所示,为某静电除尘装置的原理图,废气先经过机械过滤装置再进入静电除尘区,图中虚线是某一带负电的尘埃(不计重力)仅在电场力作用下向集尘极迁移并沉积的轨迹,A、B两点是轨迹与电场线的交点,不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电荷量变化,则以下说法正确的是()A.A点电势高于B点电势B.尘埃在A点的加速度大于在B点的加速度C.尘埃在迁移过程中做匀变速运动D.尘埃在迁移过程中电势能始终在增大10.(多选)(2020·黑龙江哈师大附中高二期中)如图甲所示,真空中有一半径为R、电荷量为+Q的均匀带电球体,以球心为坐标原点,沿半径方向建立x轴,理论分析表明,x轴上各点的场强随x变化的关系如图乙所示,则()A.c点处的场强和a点处的场强大小相等、方向相同B.球内部的电场为匀强电场C.a、c两点处的电势相等D.假设将一个带正电的试探电荷沿x轴移动,则从a点处移动到c点处的过程中,电场力一直做正功二、非选择题11.如图所示,在场强E=104 N/C的水平匀强电场中,有一根长l=15 cm的细线,一端固定在O点,另一端系一个质量m=3 g、电荷量q=2×10-6 C的带正电小球,当细线处于水平位置时,小球从静止开始释放,g取10 m/s2。
求:(1)小球到达最低点B的过程中重力势能、电势能分别变化了多少?(2)若取A点电势为零,小球在B点的电势能、电势分别为多大?(3)小球到B点时速度为多大?绳子张力为多大?12.如图所示,一质量为m、带有电荷量-q的小物体,可以在水平轨道Ox上运动,O端有一与轨道垂直的固定墙。
轨道处于匀强电场中,场强大小为E,方向沿Ox轴正方向,小物体以速度v0从x0点沿Ox轨道运动,运动时受到大小不变的摩擦力F f作用,且F f<qE。
设小物体与墙碰撞时不损失机械能,且电荷量保持不变,求它在停止运动前所通过的总路程。
1.C解析:电场力做功与路径无关,只与起点和终点的位置有关,故沿三种路径移动该电荷,电场力做功相等,选项C正确。
2.D解析:由图P点电场线密,电场强度大,则E P>E Q。
沿电场线的方向电势降低,则有φP>φQ。
故D正确,故选D。
3.B解析:沿电场线的方向电势降低,正电荷沿电场线的方向运动电势能越来越小,而负电荷沿电场线的方向运动电势能越来越大,故A错误;根据电场线的物理意义知,沿电场线的方向电势越来越低,故B正确;正电荷在电势越高的地方电势能越大,负电荷在电势越高的地方电势能越小,故C错误;电势能与电场线的疏密没有直接关系,故D错误。
4.D解析:A错:由点电荷的场强公式E=k Qr2知,a、b两点与-Q距离相等,场强大小相等;B错:由E=k Qr2知,离-Q越近,场强越大,故b点场强大小比c点大;C错:离-Q距离相等的两点的电势相等;D对:沿电场线的方向是电势降落最快的方向,得出离-Q越近,电势越低,故b点电势比c点电势低。
5.B解析:场线的疏密反映电场的强弱,M点的场强小于N点的场强,所以粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力,故A错误;沿电场方向电势降低,从图中可知:M点电势比N点高,所以B正确;由图看出,粒子的轨迹向下弯曲,粒子所受电场力方向和电场线切线方向一致,说明粒子带正电。
故C错误;粒子从M运动到N的过程中,电场力做正功,粒子的电势能减小,故D错误。
6.A解析:将电荷量为q1、q2的检验正电荷分别从a、c两点移至无穷远处,已知两电荷的电势能均增大;电场力做功等于电势能的减小量,故电场力做负功,故场源电荷带负电,故A正确;根据公式E=kQr2,b、c两点电场强度相等,但方向不同,故B错误;根据公式E=kQr2,a、b两点与场源间距之比为1∶2,故电场强度的大小之比为4∶1,故C错误;无穷远处的电势能为零,电势能的变化量相同,故电场力做功相同;无限远处电势为零,电荷电势能为零,故q1在a点与q2在c 点所具有的电势能相等由E p=qφ而|φa|>|φc|q1<q2,故D错误,故选A。
7.D解析:滑块受到的电场力是两个电荷对它作用力的合力,在PQ的中点,两个电荷对滑块作用力的合力为0,从M向右电场力先减小,过PQ的中点,电场力又增大,但不知道N点是否在中点右侧,故不能确定具体变化,故A错误;若N点在中点右侧,则在PQ中点的左侧所受电场力向右,在PQ中点的右侧,所受电场力向左,可见电场力先做正功后做负功,电势能可能先减小后增大,故B错误;因水平面不光滑,知内能增加,则动能与电势能之和减小,故C错误;因水平面不光滑,PM间距不等于QN间距,在水平方向上除了受电场力以外,还受摩擦力,则运动到速度为0的位置在M对称点的左侧,所以PM<QN,故D正确。
8.AD解析:沿电场线电势降低,则φa>φb>φc,选项A正确,B错误;因负电荷在高电势点的电势能较小,可知电势能关系为E pa<E pb<E pc,选项C错误,D正确。
9.AB解析:沿电场线方向电势降低,由图可知,B点的电势低于A点电势,故A 正确;由图可知,A点电场线比B点密集,因此A点的场强大于B点场强,故A 点的电场力大于B点的电场力,则A点的加速度大于B点的加速度,故B正确;放电极与集尘极间建立非匀强电场,尘埃所受的电场力是变化的,故粒子不可能做匀变速运动,故C错误;由图可知,开始速度方向与电场力方向夹角为钝角,电场力做负功,电势能增大;后来变为锐角,电场力做正功,电势能减小;对于全过程而言,根据电势的变化可知,电势能减小,故D错误。
故选AB。
10.AD解析:由题图乙可知,a、c处场强大小相等、方向相同,故A正确;由题图乙可知,球内部的电场是非匀强电场,故B错误;因为电场线方向是从a到c,沿着电场线的方向电势降低,a处的电势比c处的电势高,故C错误;从a到c区域内,由题图乙可知,电场方向相同,都是从a到c,所以正电荷受到的电场力方向是从a到c,将一带正电的试探电荷从a点处移动到c点处的过程中,电场力一直做正功,故D正确。
11.答案:(1)重力势能减少4.5×10-3J电势能增加3×10-3J(2)3×10-3J 1.5×103 V(3)1 m/s5×10-2 N解析:(1)从A→B重力做正功,重力势能减少ΔE=W G=mgL=4.5×10-3 J从A→B电场力做负功,电势能增加ΔE p=W E=EqL=3×10-3 J(2)若取φA=0,则E pB=3×10-3 JφB=E pBq=1.5×103 V(3)从A→B由动能定理知mgL-EqL=12m v2B代入数据得v B=1 m/s在B点由牛顿第二定律知F-mg=m v2Bl代入数据得F=5×10-2 N12答案:2qEx0+m v202F f解析:电场力做功与路径无关,滑动摩擦力始终做负功,由于F f<qE,小物体最终停留在O端。
由动能定理可知qEx0-F f s=0-12m v2,解得s=2qEx0+m v202F f。